(57)【要約】【課題】  位置決め孔が水平面に対し傾斜した面に設けてある車体部品であっても、構造の複雑化および大型化を防止して位置決めを行えるようにする。【解決手段】  位置決めピン１は、可動台５，可動脚７および可動板９の３つの移動体が互いに直交する方向に移動して３軸方向に移動可能であるとともに、可動板９に保持アーム１１を介して取り付けたピン保持ブラケット１１を、サーボモータ１５によって回転させることで回転可能である。位置決めピン１は、さらに四角形状の軸部１９ａによって、ピン保持ブラケット１３先端の揺動回転支持部２１を介してサーボモータ１５による回転方向と同方向に揺動可能である。揺動回転支持部２１は、一対の挟持ブロックをスプリングによって軸部１９ａに対して弾性的に押圧して軸部を１９ａ保持する中間保持状態と、挟持ブロックをエア圧によって軸部１９ａに押し付けて軸部１９ａを保持する固定保持状態とに変位する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに形成した位置決め孔に挿入する位置決めピンを揺動回転支持部に支持させ、この揺動回転支持部は、前記位置決めピンの先端側が所定角度揺動回転可能となる中間保持状態と、前記位置決めピンを前記位置決め孔に挿入完了した時点で、前記位置決めピンの揺動回転動作を規制する固定保持状態とに変位することを特徴とするワーク位置決め装置。
【請求項２】
前記位置決めピンに、その軸方向と直交する方向に延長されて、前記揺動回転支持部が支持する断面多角形状の軸部を設け、前記揺動回転支持部は、前記軸部に対してその軸方向と直交する方向両側から接近離反移動可能な一対の挟持部材を備え、この一対の挟持部材は、前記軸部の多角形状部に整合する形状を前記軸部に対向する面に備えて前記軸部を前記中間保持状態と前記固定保持状態とに保持することを特徴とする請求項１記載のワーク位置決め装置。
【請求項３】
前記一対の挟持部材をハウジング内に移動可能に収容し、前記挟持部材の前記軸部と反対側の前記ハウジングの端面に設けた調整ねじの先端と前記挟持部材との間に隙間を設けて前記中間保持状態を確保する一方、前記ハウジング内に供給する流体の圧力により、前記挟持部材を前記軸部に向けて押圧して前記固定保持状態とすることを特徴とする請求項２記載のワーク位置決め装置。
【請求項４】
前記挟持部材を前記軸部に押圧するスプリングを設け、このスプリングの弾性力によって前記中間保持状態とすることを特徴とする請求項３記載のワーク位置決め装置。
【請求項５】
位置決めピンを、その先端側が揺動回転可能となるよう揺動回転支持部に支持させる中間保持状態で、ワークに形成した位置決め孔に挿入し、この中間保持状態から、前記位置決めピンを前記位置決め孔に挿入完了した時点で、前記揺動回転支持部を、前記位置決めピンの揺動回転動作を規制する固定保持状態に変位させることを特徴とするワーク位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに形成した位置決め孔に位置決めピンを挿入して位置決めを行うワーク位置決め装置およびワーク位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の車体組立工程において、車体パネルなどの車体部品に対して溶接作業を行うときなどに、車体部品を位置決めする必要があり、このとき車体部品に形成した位置決め孔に位置決めピンを挿入して位置決めを行っている（例えば下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特公昭６２−１１９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、車体部品の位置決め孔に挿入する位置決めピンは、一般に、車体部品に対して車体前後方向，車幅方向および上下方向の直交３軸方向に移動可能となっている。
【０００４】
また、車体部品が水平面に対して傾斜した面に位置決め孔を有す場合には、位置決めピンは、上記直交３軸方向に加え、位置決めピンの先端を揺動させる角度軸を設ける必要がある。そして、この場合、角度軸によって位置決めピンを所定の角度に設定した状態で、位置決め孔に挿入するために、位置決め孔に向けて移動させるアクチュエータが別途必要となる。
【０００５】
このように、位置決め孔が水平面に対して傾斜した面に設けてある車体部品の場合には、直交３軸方向および角度軸方向のアクチュエータに加え、位置決め孔に向けて移動させる別のアクチュエータが必要となることから、位置決め装置として構造が複雑化し大型化する傾向にあり、改善が望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は、位置決め孔が水平面に対して傾斜した面に設けてある車体部品であっても、位置決め装置として構造の複雑化および大型化を防止して位置決めを行えるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ワークに形成した位置決め孔に挿入する位置決めピンを揺動回転支持部に支持させ、この揺動回転支持部は、前記位置決めピンの先端側が所定角度揺動回転可能となる中間保持状態と、前記位置決めピンを前記位置決め孔に挿入完了した時点で、前記位置決めピンの揺動回転動作を規制する固定保持状態とに変位することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、中間保持状態にある位置決めピンの先端側を位置決め孔に挿入後、さらに位置決めピンを位置決め孔に完全に挿入した時点で固定保持状態とすることで、位置決め孔が水平面に対して傾斜した面に設けてある車体部品であっても、位置決めピンを位置決め孔に向けて移動させるアクチュエータを別途設けることなく、位置決め装置として構造の複雑化および大型化を防止して位置決めを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係わる位置決め装置の全体構成を示す正面図である。この位置決め装置は、位置決めピン１を、例えば自動車の車体パネルなどのワークＷ（図６参照）に形成した位置決め孔Ｗａに挿入してワークＷの位置決めを行うもので、基台３上に、可動台５を図１中で紙面に直交する方向に移動可能に設け、可動台５上に、可動脚７を図１中で左右方向に移動可能に設け、さらに可動脚７の側面に、可動板９を図１中で上下方向に移動可能に設ける。
【００１１】
上記した可動台５，可動脚７，可動板９のそれぞれの移動は、図示していないが、例えばサーボモータなどのアクチュエータによって回転するボールねじ機構によってなされ、これにより位置決めピン１は、互いに直交する３軸方向に移動可能となる。
【００１２】
そして、上記した可動板９の可動脚７と反対側には、図２にも拡大して示すように、保持アーム１１を設け、保持アーム１１の先端にはピン保持ブラケット１３を取り付ける。ピン保持ブラケット１３は、サーボモータ１５によって保持アーム１１に対し、矢印Ａで示す方向に回転可能である。
【００１３】
ピン保持ブラケット１３は、先端上面に取付板１３ａを備え、図２のＢ矢視図である図３に示すように、取付板１３ａ上に、左右一対の揺動支持脚１６を立設している。
【００１４】
一方前記した位置決めピン１は、ピンハウジング１７に固定してあり、ピン保持ハウジング１７の両側部には、位置決めピン１の軸方向に直交する方向（図３中で左右方向）に延長される支持軸１９を突出して設けてある。この支持軸１９の先端側は、断面形状が正方形となる断面多角形状の軸部１９ａを備えている。この軸部１９ａを、前記した揺動支持脚１６上部の揺動回転支持部２１が、位置決めピン１の先端側が揺動回転可能となるよう支持する。
【００１５】
揺動回転支持部２１は、図３の拡大したＣ−Ｃ断面図である図４に示すように、軸部１９ａの両側に位置する一対のハウジング２３を備え、このハウジング２３の図２，図４中で紙面裏側の側面の一部を揺動支持脚１６に固定している。支持軸１９は、支持脚１６に対し回転可能に支持されている。
【００１６】
上記した一対のハウジング２３は、互いに対向する側が開口していて、その開口部２３ａから、一対の挟持部材としての挟持ブロック２５を互いに接近離反する方向に移動可能に収容している。すなわちこの一対の挟持ブロック２５は、軸部１９ａの軸方向（図４中で紙面に直交する方向）と直交する方向両側から接近離反移動可能である。この挟持ブロック２５の外周面とハウジング２３の内周面との間には、シール材２７を設けている。
【００１７】
上記した挟持ブロック２５は、断面形状が正方形の軸部１９ａの形状に対応して整合し、その正方形の角部を収容する凹部２５ａを備えている。凹部２５ａは、軸部１９ａの互いに隣接する２つの辺にそれぞれ密着する２つの傾斜面２５ｂ，２５ｃを備えている。
【００１８】
また、前記したハウジング２３内の空間２９には、エア供給ノズル３１を接続し、エア供給ノズル３１に接続したエア配管３３には、電磁切替弁３５を介してエア供給源３７を接続する。エア供給源３７からの流体としてのエアを前記した空間２９に供給することで、挟持ブロック２５を軸部１９ａに押し付け、これにより位置決めピン１の揺動回転動作を規制する固定保持状態とする。
【００１９】
また、前記した空間２９内には、挟持ブロック２５と反対側のハウジング２３の端面から調整ねじ３９をねじ込んでいる。そして、一対の挟持ブロック２５が図４のように軸部１９ａを挟持した状態で、調整ねじ３９の先端と挟持ブロック２５との間に、隙間Ｓを設けている。
【００２０】
さらに、上記した調整ねじ３９の外周に設けたスプリング４１を、挟持ブロック２５とハウジング２３との間に介装し、このスプリング４１により挟持ブロック２５を軸部１９ａに向けて押し付けて図４に示す状態を保持する。この場合、前記したエア圧による固定保持状態を解除した状態で、上記したスプリング４１によって図４に示す状態となり、このスプリング４１のみによる軸部１９ａへの押圧状態を中間保持状態とする。
【００２１】
上記したスプリング４１の軸部１９ａへの押付力は、前記したエア圧による押付力に比べて弱く、位置決め孔Ｗａに挿入する際の位置決めピン１が、位置決め孔Ｗａの縁部に接触するなどして他の部位に干渉したときに、軸部１９ａが一対の挟持ブロック２５を互いに離反する方向に移動させ得る程度のものとしている。
【００２２】
図５は、上記した中間保持状態にて軸部１９ａが図４の位置から所定角度回転し、一対の挟持ブロック２５が、互いに離反する方向に移動して調整ねじ３９の先端に当接した状態を示している。上記した所定角度としては５度〜１０度程度とする。このた所定角度は、調整ねじ３９を調整することで変更することができる。調整ねじ３９のハウジング２３の外部には、調整ねじ３９を適宜調整位置にて固定する固定用ナット４３を設けている。
【００２３】
次に、図６〜図１２を用いて作用を説明する。
【００２４】
ここでは、ワークＷが水平面に対して傾斜した部分を有し、この傾斜部分に形成してある位置決め孔Ｗａに位置決めピン１を挿入して位置決めを行う。まず、前記図１に示したように、可動台５，可動脚７および可動板９を、互いに直交する３軸方向、すなわち図１中で左右方向，紙面に直交する方向および上下方向にそれぞれ移動させるとともに、図２に示してあるサーボモータ１５を駆動してピン保持ブラケット１３を回転させて、図６に示すように、位置決めピン１をワークＷの位置決め孔Ｗａの下方に位置させる。この動作中には、エア供給源３７からのエアをハウジング２３内の空間２９に供給して一対の挟持ブロック２５を軸部１９ａに押し付け、位置決めピン１を固定保持状態とする。
【００２５】
図６の状態とした後、可動板９をさらに上昇させて図７に示すように、位置決めピン１の先端が位置決め孔Ｗａの直下に位置するか、あるいは先端が僅かに入り込む状態とし、この図７の状態で空間２９へのエアの供給を解除して位置決めピン１を中間保持状態とする。
【００２６】
上記図７の中間保持状態で、図８に示すように、可動板９をさらに上昇させることにより、位置決めピン１が位置決め孔Ｗａの周縁に接触し、軸部１９ａが例えば前記図５に示したように挟持ブロック２５をスプリング４１の弾性力に抗して押圧移動させて回転する。すなわち、位置決めピン１は、位置決め孔Ｗａに倣って揺動することになる。
【００２７】
位置決めピン１の上記した上昇動作によって軸部１９ａがこれ以上回転しなくなったら、図９に示すように、可動脚７を移動させて位置決めピン１を左右方向に移動させることにより、中間保持状態の位置決めピン１が位置決め孔Ｗａの周縁に接触して、上記と同様にして位置決めピン１が位置決め孔Ｗａに倣ってさらに揺動する。
【００２８】
その後、図１０，図１１と、上記した図８，図９の動作を繰り返し行うことで、位置決めピン１が徐々に位置決め孔Ｗａに入り込んでいき、最終的に、図１２に示すように、位置決めピン１を位置決め孔Ｗａに完全に挿入する。この状態で、エア供給源３７からのエアを空間２９に供給して挟持ブロック２５を軸部１９ａに押し付け、位置決めピン１を固定保持状態とする。これにより位置決め作業が完了する。
【００２９】
このように、上記した本発明の実施形態によれば、ワークＷの水平面に対して傾斜した部分に形成した位置決め孔Ｗａに位置決めを行う際に、互いに直交する３軸方向の移動および、ピン保持ブラケット１３の回転移動の他には、位置決めピン１を位置決め孔Ｗａに向けて移動させるためのアクチュエータが不要であり、位置決めピン１と一体となっている軸部１９ａを、一対の挟持ブロック２５を備えた揺動回転支持部２１により、中間保持状態と固定保持状態とに変位させればよい。
【００３０】
このため、位置決め孔Ｗａが水平面に対して傾斜した面に設けてある車体部品であっても、位置決めピン１を位置決め孔Ｗａに向けて移動させるためのアクチュエータを別途設けることなく、位置決め装置として構造の複雑化および大型化を防止して位置決めを行うことができる。
【００３１】
なお、一対の挟持ブロック２５を軸部１９ａに押し付けるスプリング４１は、設けなくてもよい。この場合には、位置決めピン１を位置決め孔Ｗａに挿入する前の状態では、軸部１９ａが図５に示すように一対の挟持ブロック２５を互いに離反する方向に移動させ、挟持ブロック２５が調整ねじ３９に接触した状態となる。
【００３２】
本発明によれば、前記位置決めピンに、その軸方向と直交する方向に延長されて、前記揺動回転支持部が支持する断面多角形状の軸部を設け、前記揺動回転支持部は、前記軸部に対してその軸方向と直交する方向両側から接近離反移動可能な一対の挟持部材を備え、この一対の挟持部材は、前記軸部の多角形状部に整合する形状を前記軸部に対向する面に備えて前記軸部を前記中間保持状態と前記固定保持状態とに保持するので、位置決めピンを中間保持状態にて所定角度揺動回転可能に保持できるとともに、固定保持状態にて確実に固定保持することができる。
【００３３】
前記一対の挟持部材をハウジング内に移動可能に収容し、前記挟持部材の前記軸部と反対側の前記ハウジングの端面に設けた調整ねじの先端と前記挟持部材との間に隙間を設けて前記中間保持状態を確保する一方、前記ハウジング内に供給する流体の圧力により、前記挟持部材を前記軸部に向けて押圧して前記固定保持状態とするので、調整ねじを調整することで、挟持部材との間の隙間の寸法を変更でき、これにより位置決めピンの揺動回転角度を容易に変更でき、また流体圧力を挟持部材に付与することで、軸部の固定保持状態を確実なものとすることができる。
【００３４】
前記挟持部材を前記軸部に押圧するスプリングを設け、このスプリングの弾性力によって前記中間保持状態とするので、位置決めピンは、中間保持状態で位置決め孔の縁部に接触するなどした場合に、スプリングの弾性力に抗して容易に揺動することになる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係わる位置決め装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】図１の要部の拡大した正面図である。
【図３】図２のＢ矢視図である。
【図４】図３の拡大したＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図４に示す軸部が所定角度回転した状態を示す動作説明図である。
【図６】図１の位置決め装置による作用説明図で、位置決めピンをワークの位置決め孔の下方に位置させた状態を示す。
【図７】図１の位置決め装置による作用説明図で、図６の状態から位置決めピンをさらに上昇させた状態を示す。
【図８】図１の位置決め装置による作用説明図で、図７の状態から位置決めピンをさらに上昇させて位置決め孔の周縁に接触させた状態を示す。
【図９】図１の位置決め装置による作用説明図で、図８の状態から位置決めピンを左右方向に移動させて位置決め孔の周縁に接触させた状態を示す。
【図１０】図１の位置決め装置による作用説明図で、図８の動作の繰り返しを示す。
【図１１】図１の位置決め装置による作用説明図で、図９の動作の繰り返しを示す。
【図１２】図１の位置決め装置による作用説明図で、位置決めピンを位置決め孔に完全に挿入した状態を示す。
【符号の説明】
【００３６】
Ｗ  ワーク
Ｗａ  ワークの位置決め孔
Ｓ  調整ねじの先端と挟持ブロックとの隙間
１  位置決めピン
１９ａ  軸部
２１  揺動回転支持部
２３  ハウジング
２５  挟持ブロック（挟持部材）
３９  調整ねじ
４１  スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005230877.tif 000013
【図１２】
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